一种锂离子固体电解质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子固体电解质及其制备方法，属于锂离子电池技术领域，所述锂离子固体电解质是Al掺杂的LiHf2(PO4)3基NASICON型锂离子固体电解质，所述固体电解质的化学计量式为Li1+xAlxHf2‑x(PO4)3，其中0.1≤x≤0.5。所述固体电解质以LiNO3、Al(NO3)3·9H2O、HfO2和(NH4)2HPO4为原料，经过混合搅拌、干燥、预烧、球磨、压制烧结等工艺成型，通过控制元素掺杂量、烧结温度、烧结时间、烧结方式、锂盐含量工艺参数，制备出性能优良的固体电解质。本发明专利技术制得的固体电解质具有传输阻抗小、结构致密且电导率较高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子固体电解质及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子固体电解质及其制备方法。
技术介绍
人类努力寻找的具有潜在应用价值的新材料已经成为现代科技进步的重要标志。社会需求毫无例外地驱使着科学家在能源领域展开新的研究和工作，价格低廉的石油几年后将不断耗尽，因此要加强可替代能源的研究。在可再生能源中，太阳能和风能是突出的能源选择，然而，阳光和风力的强度随着地理位置不断变化，其使用受到很多限制，研究的焦点转向蓄电池和燃料电池，用来储存和使用能源。可充电锂离子电池(LIBs)是最有希望替代存储能源的候选者之一。此外，LIBs在当今消费电子市场中起着非常重要的作用，例如移动电子设备，笔记本电脑，数码相机和电动汽车，因此受到了极大的关注。然而，商业LIBs使用含有有毒和易燃的有机液体作为电解质，如LiClO4溶解在碳酸丙烯酯合成的电解液被广泛应用于锂离子电池中。这些电解液有一些致命的缺点，如工作温度范围受到限制、电解液溶解引起的电极材料的溶失，导致设备失效和电池形状不稳定等，具有严重的安全隐患。此外，使用这种有机电解质，电池循环过程中电极材料内Li枝晶的生长导致LI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子固体电解质，其特征在于：所述锂离子固体电解质是Al掺杂的LiHf2(PO4)3基NASICON型锂离子固体电解质，所述固体电解质的化学计量式为Li1+xAlxHf2‑x(PO4)3，其中0.1≤x≤0.5。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子固体电解质，其特征在于：所述锂离子固体电解质是Al掺杂的LiHf2(PO4)3基NASICON型锂离子固体电解质，所述固体电解质的化学计量式为Li1+xAlxHf2-x(PO4)3，其中0.1≤x≤0.5。2.根据权利要求1所述的一种锂离子固体电解质，其特征在于：所述锂离子固体电解质的化学计量式为Li1.3Al0.3Hf1.7(PO4)3。3.如权利要求1或2所述的一种锂离子固体电解质的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)以LiNO3、Al(NO3)3·9H2O、HfO2和(NH4)2HPO4为原料，按照化学计量比分别称取对应原料于烧杯中，加入去离子水，水浴磁力搅拌至充分混合，得到混合原料；(2)将所述混合原料移至鼓风干燥箱中进行干燥，得到白色前驱体，将所述前驱体移至坩埚中，预烧得到白色块状预烧产物；(3)通过行星式球磨机，湿法球磨所述预烧产物，烘干得到混合均匀的白色预烧粉；(4)将所述预烧粉加入适量的粘结剂，使用压片磨具压制成一定尺寸的坯体，将所述坯体放入马弗炉中高温常规烧结，得到固体电解质片；(5)取适量的所述预烧粉体装入模具，采用放电等离子体烧结工艺烧结，并进行除碳处理，得到高致密度的所述锂离子固体电解质片。4.根据权利要求3所述的所述的一种锂离子固体电解质的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中LiNO3过量范围为10～40质量百分率；所述水浴温度为60～80℃，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟盛文，徐唱，李玉涛，吴理觉，梁卫春，付海阔，
申请(专利权)人：江西理工大学，广东佳纳能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36